JP2012111890A

JP2012111890A - ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ

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Publication number: JP2012111890A
Application number: JP2010263428A
Authority: JP
Inventors: Ryujiro Kutsuzawa; 龍次郎沓澤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2030-11-26
Also published as: JP5652160B2

Abstract

【課題】エッジセパレーションを抑制し、タイヤ耐久性を高め、かつ発熱性も改善したゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】天然ゴムおよび合成イソプレンゴムから選択された少なくとも１種の加硫可能なジエン系ゴム成分１００質量部に対し、パラ系アラミド繊維とステアリン酸とからなるマスターバッチを１〜５質量部およびコバルトアセチルアセトナートをコバルトとして０．０３〜０．５質量部配合してなることを特徴とするゴム組成物と、該ゴム組成物からなるタイヤベルトエッジテープ用として使用し、これをベルトエッジテープ３に使用した空気入りタイヤ１。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものであり、詳しくは、エッジセパレーションを抑制し、タイヤ耐久性を高め、かつ発熱性も改善したゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤにおいて、ベルト層やカーカス層やサイド補強層のようにゴム被覆された複数本のスチールコードを含むタイヤ補強部材が使用されている。これらタイヤ補強部材は、一般に、複数本のスチールコードを引き揃えた状態でゴム被覆してカレンダー材を形成し、該カレンダー材を長手方向に対して所定の角度で切断した後、複数枚の切断片をスチールコードの切断端がエッジ部に位置するように継ぎ合わせることによって加工されている。

このようなタイヤ補強部材は、エッジ部にスチールコードの切断端が存在するためゴムとコードとのセパレーション（以下、エッジセパレーションと言う）を生じ易いという欠点がある。そこで図１に示すように、空気入りタイヤ１は、タイヤ補強部材のエッジ部に、該タイヤ補強部材のコートゴムと同種の材料からなるベルトエッジクッション２を設けたり、エッジテープ３を貼り合わせ、エッジセパレーションの発生を抑制し、耐久性を向上するようにしている。特に、高荷重・高内圧の条件で使用される空気入りタイヤでは、タイヤ補強部材のエッジ部を覆い隠すようにエッジテープ３をＵ字状に折り曲げて貼り合わせることが一般的である（例えば、特許文献１参照）。なお、図１において、４はエッジカバーシート、５はベルト層、６はカーカスを示す。
しかしながら、近年の車両の大型化、低床化の拡大、タイヤ軽量化に伴い、ベルト層５のエッジセパレーションを更に抑制することが求められている。また、発熱性の改善も求められている。

特開平９−２４７０５号公報

したがって本発明の目的は、エッジセパレーションを抑制し、タイヤ耐久性を高め、かつ発熱性も改善したゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ジエン系ゴム成分に特定の組成を有するマスターバッチの特定量およびコバルトアセチルアセトナートの特定量を配合することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は以下のとおりである。
１．天然ゴムおよび合成イソプレンゴムから選択された少なくとも１種の加硫可能なジエン系ゴム成分１００質量部に対し、パラ系アラミド繊維とステアリン酸とからなるマスターバッチを１〜５質量部およびコバルトアセチルアセトナートをコバルトとして０．０３〜０．５質量部配合してなることを特徴とするゴム組成物。
２．前記１に記載のゴム組成物からなるタイヤベルトエッジテープ用ゴム組成物。
３．前記２に記載のタイヤベルトエッジテープ用ゴム組成物をベルトエッジテープに使用した空気入りタイヤ。

本発明によれば、ジエン系ゴム成分に特定の組成を有するマスターバッチの特定量およびコバルトアセチルアセトナートの特定量を配合したので、エッジセパレーションが一層抑制され、優れたタイヤ耐久性を付与し、かつ発熱性も改善されたゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することができる。
とくに本発明のゴム組成物は、図１に示すように、空気入りタイヤ１におけるベルト層５のエッジ部を被覆するエッジテープ３、すなわちベルトエッジテープに有効に利用することができる。

ベルトエッジテープを有する空気入りタイヤの一例の部分断面図である。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
（ジエン系ゴム成分）
本発明で使用されるジエン系ゴム成分は、天然ゴム（ＮＲ）および合成イソプレンゴム（ＩＲ）から選択された少なくとも１種の加硫可能なゴム成分からなる。なお本発明においては、必要に応じてブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用することもできる。なおＢＲおよび／またはＳＢＲを使用する場合、下記で説明する亜鉛化合物および有機チオスルフェート化合物の配合量は、ＢＲおよび／またはＳＢＲを加えたジエン系ゴムの合計１００質量部に対して決定される。

（マスターバッチ）
本発明で使用されるマスターバッチは、パラ系アラミド繊維とステアリン酸とからなる。
パラ系アラミド繊維とは、芳香族ポリアミド繊維のことである。パラ系のアラミド繊維を含有するマスターバッチを用いると、メタ系などと比較して本発明の効果が一層向上する。
パラ系アラミド繊維としては、特に限定されないが、たとえば、ポリパラフェニレンテレフタラミド（ＰＰＴＡ）などを用いることができる。
マスターバッチ中におけるステアリン酸の含有量は、パラ系アラミド繊維１００質量部に対して５０〜３００質量部であることが好ましく、６０〜２００質量部であることがより好ましい。ステアリン酸の含有量が、パラ系アラミド繊維１００質量部に対して５０質量部未満であると、加工性が悪化したり、あるいはパラ系アラミド繊維の分散性が悪化する傾向にあり、また、パラ系アラミド繊維１００質量部に対して３００質量部を超えると、ゴム強度が低下する傾向にある。
本発明で使用するマスターバッチは、ステアリン酸中にパラ系アラミド繊維を投入し、攪拌させて分散させた後、水分を除去することにより製造することができる。また、必要に応じて有機過酸化物等を投入してもよい。
本発明で使用するマスターバッチは、市販されているものを利用することができ、例えば帝人（株）製サルフロン３００１が挙げられる。

（コバルトアセチルアセトナート）
本発明において使用するコバルトアセチルアセトナートは公知の化合物である。コバルトアセチルアセトナートは、市販されているものを利用することができ、例えば、コバルトアセチルアセトナート（III）（Ｃｏ（ａｃａｃ）₃）として、日本化学産業（株）製ナーセム第二コバルト等が挙げられる。

（充填剤）
本発明のゴム組成物は、各種充填剤を配合することができる。充填剤としてはとくに制限されず、適宜選択すればよいが、例えばカーボンブラック、シリカ、無機充填剤等が挙げられる。無機充填剤としては、例えばクレー、タルク、炭酸カルシウム等を挙げることができる。

（ゴム組成物の配合割合）
本発明のゴム組成物は、前記ジエン系ゴム成分１００質量部に対し、前記マスターバッチを１〜５質量部およびコバルトアセチルアセトナートをコバルトとして０．０３〜０．５質量部配合してなることを特徴とする。
マスターバッチの配合量が１質量部未満であると、添加量が少な過ぎて発熱性が悪化する。逆に５質量部を超えるとエッジセパレーションが生じやすくなる。
コバルトアセチルアセトナートの配合量がコバルトとして０．０３質量部未満であると添加量が少な過ぎてエッジセパレーションが悪化する。逆に０．５質量部を超えるとエッジセパレーションおよび発熱性が悪化する。
好ましい前記マスターバッチの配合量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対し、１．５〜４．５質量部である。
好ましい前記コバルトアセチルアセトナートの配合量はジエン系ゴム成分１００質量部に対し、コバルトとして０．０５〜０．４５質量部である。

本発明のゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

また本発明のゴム組成物は従来の空気入りタイヤの製造方法に従って空気入りタイヤを製造するのに使用することができる。

以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。

実施例１〜５および比較例１〜５
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、加硫系（加硫促進剤、硫黄）を除く成分を１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練した後、ミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、該組成物を同バンバリーミキサーに再度入れ、加硫系を加えて混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で１６０℃で２０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。得られた加硫ゴム試験片について以下に示す試験法で性能を評価した。

エッジセパレーション：室内ドラム試験走行後のベルト層のエッジ部のセパレーション長さを測定した。結果は、比較例１を１００として指数で示した。指数が大きいほどエッジセパレーションが抑制されていることを示す。
室内ドラム試験：295/80R22.5サイズのタイヤをリム組み(リムサイズ：22.5×8.25)して、空気圧850kPaを充填した後、室内ドラム試験機(ドラム径：1707mm)にて負荷荷重を51.5kN、速度45km/hとして25000km走行させた。走行後のタイヤを周上の6箇所において周方向長さ20cmのトレッド片に切断し、これら6つのトレッド片を解体してベルト層に発生したセパレーションの平均長さを測定した。
発熱性：東洋精機製作所（株）製の粘弾性スペクトロメーターを用い、初期歪１０％、振幅±２％、周波数２０Hzの条件にて、１００℃のｔａｎδを測定した。結果は、比較例１の値を１００として指数で示した。指数が大きいほど低発熱性であり、良好であることを示す。
結果を表１に併せて示す。

＊１：ＮＲ（天然ゴムＲＳＳ＃３）
＊２：カーボンブラック（キャボットジャパン（株）製ショウブラックＮ３２６）
＊３：亜鉛華（正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種）
＊４：老化防止剤（住友化学（株）製アンチゲン６Ｃ）
＊５：有機金属塩−１（ＤＩＣ（株）製ナフテン酸コバルト１０％（Ｃｏ含有量＝１０質量％））
＊６：有機金属塩−２（日本化学産業（株）製ナーセム第二コバルト（Ｃｏ含有量＝１６質量％））
＊７：マスターバッチ（帝人（株）製サルフロン３００１、パラ系アラミド繊維の繊維長および直径はそれぞれ約６ｍｍおよび約１４μｍ。マスターバッチ中におけるステアリン酸／パラ系アラミド繊維（質量比）＝１．２５）
＊８：加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製ノクセラーＤＺ−Ｇ）
＊９：遅延剤（ＦＬＥＸＳＹＳ社製サントガードＰＶＩ）
＊１０：硫黄（アクゾノーベル社製クリステックスＨＳＯＴ２０）

上記の表１から明らかなように、実施例１〜５で調製されたゴム組成物は、ジエン系ゴム成分に特定の組成を有するマスターバッチの特定量およびコバルトアセチルアセトナートの特定量を配合しているので、エッジセパレーションが一層抑制され、かつ発熱性も改善されていることが分かる。
これに対し、比較例１は、マスターバッチを配合しているものの、コバルトアセチルアセトナートの替わりにナフテン酸コバルトを配合しているので、実施例に比べ、エッジセパレーションおよび発熱性に改善が見られなかった。
比較例２は、コバルトアセチルアセトナートの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、エッジセパレーションが抑制されなかった。
比較例３は、コバルトアセチルアセトナートの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、エッジセパレーションおよび発熱性がいずれも悪化した。
比較例４は、マスターバッチの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、発熱性が悪化した。
比較例５は、マスターバッチの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、エッジセパレーションが悪化した。

１空気入りタイヤ
２ベルトエッジクッション
３ベルトエッジテープ
４エッジカバーシート
５ベルト層
６カーカス

Claims

天然ゴムおよび合成イソプレンゴムから選択された少なくとも１種の加硫可能なジエン系ゴム成分１００質量部に対し、パラ系アラミド繊維とステアリン酸とからなるマスターバッチを１〜５質量部およびコバルトアセチルアセトナートをコバルトとして０．０３〜０．５質量部配合してなることを特徴とするゴム組成物。
請求項１に記載のゴム組成物からなるタイヤベルトエッジテープ用ゴム組成物。
請求項２に記載のタイヤベルトエッジテープ用ゴム組成物をベルトエッジテープに使用した空気入りタイヤ。